在细胞周期中,DNA复制与修复的精确协调至关重要,而这一过程的核心便是增殖细胞核抗原(PCNA)。作为一种重要的DNA夹具,PCNA不仅对真核细胞中的DNA聚合酶δ(Pol δ)具有支持作用,还在各种关键的生物学过程中发挥着重要职能,对细胞存活及其功能维持至关重要。
PCNA的结构是由三个相同的单体组成的同源三聚体,这使得它能像环状锁扣一样包裹住DNA。这一机制使得PCNA能够作为支架,将许多参与DNA复制、修复、染色质重塑和表观遗传学的蛋白质招募到DNA复制的位点。
PCNA的主要作用是提高DNA聚合酶在复制过程中的延续性,这对于准确无误地复制基因组至关重要。
PCNA最早是作为一种抗原被发现,特别是在细胞的DNA合成阶段。当细胞进入S期时,PCNA的表达显著增加。研究表明,PCNA通过与DNA聚合酶δ的结合来维持这一过程的稳定性,而这一合成过程则由复制因子C(RFC)协调,让PCNA牢牢地夹住DNA。
随着DNA损伤的出现,PCNA的功能不仅限于复制。它也参与了DNA损伤的修复,尤其是在后复制修复(PRR)途径中。这一途径包括跨损伤合成和模板切换两大子途径,PCNA在这些过程中起到了决定性的作用。
PCNA的序列和结构特征允许特定的修饰,例如泛醯化,从而激活不同的DNA修复路径。
PCNA可以与许多蛋白质相互作用,这些相互作用会影响DNA复制和修复的效率与选择。例如,通过不同的相互作用位点,许多蛋白质包含的APIM表现了在基因毒性压力下的修复功能,而透过PIP框吸附的蛋白质则主要参与常规的DNA复制过程。
由于PCNA在肿瘤生物学中的重要性,其抗体被用作诊断和预后的指标。 PCNA的表达可用于评估不同肿瘤的增殖情况。此外,新的研究显示,对PCNA的特异性标靶可以成为抗癌疗法中的潜在靶点。例如,2023年,城市希望国家医疗中心发布的研究表明,一种名为AOH1996的靶向化疗有望在不造成明显副作用的情况下抑制肿瘤生长。
这些发现指明了PCNA在肿瘤治疗中的潜力,并促进了对其作为治疗靶点的进一步研究。
PCNA怎样才能在未来的癌症研究和治疗中发挥出更大的作用呢?